Расчетно-графическая работа №3

по дисциплине:«Методы решения научно-технических задач в строительстве»

на тему: «Подбор исходных данных для полного факторного эксперимента»

Выполнил: ст.гр.МПГ-03-16-01 Гатауллин А.В.

Проверил: Шаяхметов Р.З.

Уфа 2016

Организация производства дорожно-строительных материалов на основе отходов нефтедобычи.

Технология нефтедобычи представляет собой процесс бурения скважин, который сопровождается образованием большого количества отходов, содержащих включения нефтепродуктов и механических примесей. Буровые отходы состоят из жидкой фазы буровых растворов, и бурового шлама, т.е. выбуренной породы.

Буровой шлам (далее БШ) представляет собой твёрдый материал, извлекаемый из ствола скважины во время бурения. Буровой раствор отделяется от шлама и заново используется, а шлам складируется в контейнерах.

Отходы размещаются в специальных шламовых амбарах, снабженных противофильтрационным экраном, выполненным, чаще всего, из геомембраны и предотвращающим проникновение опасных веществ в грунтовые воды. [1]

Источники загрязнения при бурении скважин условно можно разделить на постоянные и временные.

Постоянными источниками загрязнения атмосферы, почвы, подземных и поверхностных вод являются шламовые амбары, которые представляют собой природоохранные сооружения, предназначенные для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов бурения нефтяных скважин [2]. При строительстве амбаров вырубаются деревья, кустарники, уничтожается надпочвенный покров, происходит отчуждение земель.

Воздействие БШ на почву, растительный и животный мир в основном сводится к загрязнению нефтепродуктами. При загрязнении почв нефтепродуктами происходит нарушение воздушного режима и водных свойств почв. В результате воздействия на почвенный покров нефтепродуктов отмечается изменение населяющих почву живых микроорганизмов: снижается численность целлюлозоразлагающих микроорганизмов и бактерий, усваивающих соединения азота [4]. Происходит угнетение окислительно-восстановительных ферментативных процессов, что в конечном счете снижает биологическую активность и плодородие почв. БШ в большинстве случаев имеют щелочную реакцию, что способствует образованию легкорастворимых гуматов, которые вымываются из поверхностного слоя почв, снижая общее содержание гумуса [5]. Растительность на участках загрязнения буровыми шламами погибает полностью. При толщине слоя шлама 5–10 см вред, причиняемый лесу, сопоставим с нефтяным загрязнением сильной степени [6].

Размещение БШ в шламовом амбаре или на территории буровой может наносить значительный ущерб окружающей среде, в связи с чем утилизация его с получением экологически безопасного для окружающей среды материала представляется важной задачей.

Обезвреживание и переработка бурового шлама

В настоящее время существует несколько способов обезвреживания и переработки БШ. Каждый из них может эффективно применяться в зависимости от условий и предпосылок, существующих на нефтедобывающем предприятии[6].

Существуют следующие методы переработки и утилизации бурового шлама:

- Термический;- Химический;- Физический;- Физико-химический; - Биологический.

Возможные направления применения и утилизации буровых шламов

В целом, методы переработки БШ позволяют широко использовать его в строительстве. Перечень материалов, для изготовления которых возможно его использование, следующий:

-мелкоразмерные строительные изделия (бордюры, тротуарная плитка, шлакоблоки);

-связующие смеси, используемые для устройства оснований автодорог;

-гранулированный заполнитель, используемый при производстве бетона.

Мероприятия по обезвреживанию и утилизации отходов методом переработки несомненно направлены на уменьшение негативного влияния на окружающую среду, но при этом немаловажна и экономическая эффективность, при которой снижаются затраты на размещение отходов и умножается прибыль от реализации продуктов переработки строительного назначения. [1]

Возможные продукты утилизации отходов бурения (БШ):

- Шлакоблоки по ГОСТ 6133–99.

- Плитка тротуарная по ГОСТ 17608–91.

- Бордюрный камень по ГОСТ 6665–91.

- Связующие смеси по ГОСТ 23558–94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства.

- Гранулированный заполнитель по ГОСТ 22263–76. Щебень и песок из пористых горных пород. Технические условия (с Изменением № 1), утв. Постановлением Госстроя СССР от 10.12.1976 г. № 200 (в ред. от 04.12.2000) в бетонах.

Обоснование организации производства

Использование буровых отходов в качестве сырья является одним из рациональных способов утилизации, так как при этом достигается определенный экологический и экономический эффект. Проведенный анализ методов утилизации показывает, что переработка буровых отходов производится в шламовых амбарах, в специальных установках и комбинированно: часть операций производится в амбарах, часть – в специально отведенных местах. Выбор варианта зависит: от составов буровых отходов; транспортной схемы; наличия водоохранных и других специальных зон в районах геологической разведки и нефтегазодобычи; размеров шламовых амбаров. При этом необходимо учитывать проблемы с перевозкой непереработанных буровых отходов – их высокую текучесть и опасность [3].

Одно из направлений производства дорожно-строительных материалов на основе нефтешламов это производство дорожно-строительного композиционного материала для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог.

Дорожно-строительный композиционный материал (далее ДСКМ) - искусственный материал, получаемый смешением в карьерных смесительных установках, либо на полигонах, либо непосредственно на дороге (с использованием фрез, экскаваторов и автогрейдеров) буровых шламов совместно с золошлаковыми смесями, с цементом или другими неорганическими вяжущими и добавками активных веществ и сорбентов, с последующей укладкой и уплотнением при доведении до оптимальной влажности и отвечающий в проектные или промежуточные сроки нормируемым показателям качества по прочности, морозостойкости и экологической безопасности. По составу, структуре, физико-механическим показателям и другим свойствам, а также области применения, способам приготовления ДСКМ является разновидностью укрепленных грунтов или обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558-94. Используемый в составе заявленной композиции БШ представляет собой текучепластичную (от полужидкой до вязкой консистенции) пастообразную массу и состоит из частиц выбуренной породы и отработанного бурового раствора (далее ОБР).

Применение ДСКМ для строительства дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог, площадок и других объектов способствует повышению экологической безопасности, надежности сооружений, исключает возможность попадания компонентов БШ и отходов в окружающую среду [1].

Организация производства дорожно-строительного композиционного материала на основе отхода нефтедобычи (бурового шлама) может производиться по 2 технологиям: 1- изготовлением на бетоносмесительном узле(т.к. состав ДСКМ по своему составу схож с бетонной смесью); 2 – приготовлением непосредственно на строительной площадке.

Факторы изобретения для данных способов производства ДСКМ сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Факторы изобретения

Фактор	Основной уровень (0)	Нижний предел	Верхний предел	Интервал варьирования
Буровой шлам		60%	80%	10%
Цемент		10%	20%	5%
Ускоритель твердения		1%	2%	1%
Минеральная добавка		10%	20%	5%

В общем виде технологические схемы будут иметь следующий вид:

Рисунок 1 - Технологическая схема изготовления ДСКМ 1 способ

Рисунок 2 - Технологическая схема изготовления ДСКМ 2 способом

Список использованных источников:

1 Булатов, А. И., Макаренко, П. П. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности: 2-е издание/ Булатов Анатолий Иванович, Макаренко Петр Петрович — М.: Недра, 1997. — 483 с.

2 Шеметов В.Ю, Семенов В.Ю. Шламовый амбар (шламохранилище) [Электронный ресурс]// Электронный научный журнал Нефть, газ и бизнес.-2008.-№10. – URL: http://www.geoplenka.ru/articles/oil-industry/shlamohranilischa/(дата обращения: 26.11.2016)

3 Косаревич, И. В., Шеметов, В. Ю. Экология бурения: 1-е издание/ Косаревич Иван Васильевич, Шеметов Владислав Юрьевич — М.: Наука и техника, 1994 — 119 с.

4 Тетельмин, В. В., Язев, В. А. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе: 1-е издание/ Тетельмин Владимир Викторович, Язев Валерий Александрович.— Долгопрудный.: Интеллект, 2009 — 352 с.

5 Чижов Б. Е. Бурение нефтяных и газовых скважин [Электронный ресурс]//Электронный научный журнал Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. - 2010. - №5. - URL: http://lib.znate.ru/docs/index-5975.html (дата обращения: 25.11.2016).

6 Захаров, А. И., Гаркунов, Г. А. Виды и масштабы воздействия нефтедобывающей промышленности на лесной фонд: 3-е издание /Захаров Андрей Иванович, Гаркунов Геннадий Алексеевич.-М.:Академия,1998 — 268с.

Дата добавления: 2017-01-13